[发明专利]基于碳陶材料的航空叶片成型工装及工艺

说明书

本发明提供一种基于碳陶材料的航空叶片成型工装及工艺，解决采用现有成型模具，在成型过程中存在模具定位偏心及成型后气膜槽加工困难的问题。成型工装，包括内模、外模、卡板组件与限位工装；卡板组件用于与内模及外模配合，实现内模及外模定位；限位工装用于在内模使用型面包裹纤维织物的过程中，在纤维织物相应部位加工气膜槽；在加工过程中，利用限位工装精确定位气膜槽间以及气膜槽与纤维织物的相对位置，防止人工测量引起的误差，导致叶片报废；利用卡板组件固定内模与外模的相对位置，防止内模与外模在成型过程中发生相对滑移，导致纤维织物型面(壁厚、曲率)发生变化，影响后期叶片加工的可操作性及叶片性能。

技术领域

本发明涉及一种碳陶材料的航空叶片模具及利用该模具制备叶片结构构件的方法。

背景技术

叶片是航空发动机的重要组成部分，是航空发动机中承受严苛的工作应力和高温、高压的重要部件，其研制技术和制造水平对发动机性能具有重要影响。

SiC/SiC复合材料与C/SiC复合材料是一种新型热结构/功能一体化战略材料，具有低密度、耐高温、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀，对裂纹不敏感，不发生灾难性损毁等特点，广泛应用于航空、航天、核电、光伏等重点领域。

碳陶材料结构件中纤维整体成型且纤维连续性较强，无需在线铆接或加工，可进一步的提高SiC/SiC复合材料以及C/SiC复合材料结构件的性能。碳陶材料结构件一般采用在成型模具上叠层SiC/SiC或C/SiC复合材料纤维织物后通过化学气象浸渗的方法制备，但是现有成型模具采用实心的内、外模整体结构，通过人工控制内、外模相对位置的成型工艺，在成型过程中存在模具定位偏心及成型后气膜槽加工困难的问题，因此无法应用于高精度要求的叶片的成型过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于碳陶材料的航空叶片成型工装及工艺，解决采用现有成型模具，在成型过程中存在模具定位偏心及成型后气膜槽加工困难的问题。

本发明的技术方案是提供一种基于碳陶材料的航空叶片成型工装，包括内模与外模，上述内模包括第一内模和第二内模；上述外模包括第一外模和第二外模；

其特殊之处在于：

还包括卡板组件与限位工装；上述卡板组件用于与内模及外模配合，实现内模及外模定位；上述限位工装用于在内模使用型面包裹纤维织物的过程中，在纤维织物相应部位加工气膜槽；

上述第一内模和第二内模的两端头均设有与卡板组件配合定位的内模定位凸台；

上述第一外模和第二外模的两端头均设有与卡板组件配合定位的外模定位凸台；

上述卡板组件上开设有与内模定位凸台及外模定位凸台相配合的定位槽或定位孔；内模定位凸台及外模定位凸台与定位槽或定位孔相配合；合模后，卡板组件紧靠外模与内模的端头，且卡板组件外表面与内模定位凸台及外模定位凸台端面齐平；

上述限位工装包括第一金属贴片和第二金属贴片，第一金属贴片及第二金属贴片的型面与纤维织物曲率相同，上述第一金属贴片上开设梳齿结构，梳齿槽的宽度、尺寸及数量与纤维织物气模槽的宽度、尺寸及数量相同；第一金属贴片与第二金属贴片上设有与外模对应的定位孔。

进一步地，上述卡板组件包括第一卡板、第二卡板、第三卡板与第四卡板；

上述第一卡板与第二卡板叠层相互配合实现内模与外模左端定位；

上述第三卡板与第四卡板叠层相互配合实现内模与外模右端定位；

上述第一卡板上端设有与第二外模左端外模定位凸台相适配的定位槽；上述第一卡板下端设有与第一内模及第二内模左端内模定位凸台相适配的定位槽；